Evoluční optimalizační systémy IV
 x   TIP: Přetáhni ikonu na hlavní panel pro připnutí webu
Reklama
Reklama

Evoluční optimalizační systémy IVEvoluční optimalizační systémy IV

 

Evoluční optimalizační systémy IV

Google       Google       19. 11. 2007       10 327×

Seriál o evolučních optimalizačních systémech pokračuje popisem a demo verzí další praktické aplikace – optimalizačního systému dělení materiálu na válcovně. Přínosem tohoto systému je jeho rychlost, systém dokáže plánovat proces dělení v reálném čase.

Reklama
Reklama

Optimalizace dělení ve válcovně

Systém ValcOpt byl uveden do rutinního provozu již před téměř dvěma lety a od té doby je trvale používán. Pro každý předvalek vybírá nejvhodnější kombinaci zakázek tak, aby vznikaly minimální ztráty materiálu, přičemž respektuje požadavky provozu válcovny – nesmí být rozpracováno příliš mnoho zakázek, musí se dodržovat priority určené termíny expedice nebo provozní situací, sledovat požadovaná kvalita předvalků pro zakázky apod.

Schéma funkce optimalizačního systému

Základní princip funkce optimalizačního systému v procesu válcování ukazuje následující obrázek:

Jsou zde znázorněny základní etapy zpracování předvalků:

  • Před vložením do ohřívací pece se předvalek zváží.
  • V ohřívací peci je určitý počet předvalků, které jsou postupně zpracovávány na válcovací stolici.
  • Po vyválcování postupují vývalky na pilu, kde jsou děleny na kusy podle sjednaných zakázek.
  • Po nařezání se vývalky ukládají na rošty a předávají k dalšímu zpracování.

Stříhači u pily jednak obsluhovali technologické zařízení, jednak vybírali ze seznamu zakázek, které měli splnit, takové položky, aby při respektování všech technologických požadavků byl co nejmenší odpad. Zároveň zapisovali provedené úkony pro zpracování v informačním systému.

Činnost optimalizačního programu ValcOpt

V současné době doporučuje stříhači nejvhodnější dělení právě válcovaného a děleného vývalku optimalizační program ValcOpt.

  • Z informačního systému získává seznam zakázek a váhy předvalků v peci.
  • Z váhy předvalků vypočte jejich teoretickou velikost.
  • Podle údajů, které má k dispozici, nalezne evoluční metodou nejlepší plán řezání profilů pro požadované zakázky a zobrazí návrh dělení právě válcovaného profilu.
  • Pověření pracovníci mohou ovlivnit výpočet pomocí koeficientů a preferencí. Některé jsou definovány předem, jiné je možné nastavovat operativně podle momentální situace.
  • Stříhač se může rozhodnout, zda doporučení programu přijme nebo upraví.
  • O doporučeném i skutečně provedeném dělení je proveden automaticky záznam do nadřízeného informačního systému.
  • V případě, že předpokládaný zbytek neodpovídá vypočtenému, může stříhač upravit velikost zbytku. Upravená hodnota slouží k aktualizaci vztahu mezi váhou a délkou předvalku.

Metody řešení

Princip optimalizačního systému je obdobný jako při dříve popsané optimalizaci dělení materiálu v Konstrukčním kusovníku.

  • Gen je způsob nařezání konkrétního vývalku.
  • Chromozom je plán dělení celého obsahu pece.
  • Populace je generace vzájemně soupeřících plánů.

Také genetické operátory jsou definovány obdobně jako u kusovníku.

  • Mutace je náhodná změna dělení jednoho vývalku.
  • Křížení je kombinace dvou plánů, převzetí nejlepších vlastností případně doplnění neúplného chromozómu.
  • Reprodukce je výběr nejlepších plánů do další generace.

Proti kusovníku jsou však zde některé důležité odchylky, které si vyžádalo nasazení do provozu válcovny:

  • Řízení v reálném provozu klade daleko větší požadavky na rychlost výpočtu.
  • Je nutné reagovat na signály z procesu, bylo nutno zajistit synchronizaci procesů.
  • Je zvýhodněn co nejlepší rozpis právě děleného vývalku, protože se předpokládá, že další předvalky, které přijdou do pece, mohou výsledky optimalizace změnit.
  • Dělení vždy jednoho čekajícího vývalku se neoptimalizuje, aby měl stříhač již v okamžiku, kdy potvrdí předchozí dělení, k dispozici v předstihu plán pro následující vývalek. Pouze při závažné změně podmínek se provádí nová optimalizace všech dosud nezpracovaných předvalků, která ovšem trvá déle.
  • Systém zohledňuje mnohem více vzájemně konkurenčních požadavků provozu, například čím menší je počet různých velikostí řezaných položek, tím větší je zpravidla odpad. Bylo proto důležité vyvážené nastavení implicitních parametrů a zaškolení obsluhy, aby je mohla v průběhu procesu měnit.
  • Systém je řešen jako distribuovaný, server provádí složitý optimalizační výpočet, client komunikuje s operátorem.
  • Optimalizační systém na serveru je v provozu nepřetržitě podle situace až měsíce, tím důležitější je uvolňovat každý byte paměti.
  • Vztah mezi váhou a délkou předvalku se v průběhu válcování může měnit, výpočet se upravuje adaptivní metodou.

Demo program ValcOpt

Problematiku optimalizace válcovny si předvedeme na demo programu, který je výukovou verzí skutečného optimalizačního software pro řízení procesu.

  • Stáhněte si ze sekce Ke stažení soubor ValcOpt.zip a rozbalte do nově vytvořeného adresáře na disku.
  • Odstartujte ValcOpt.exe. Objeví se úvodní obrazovka s nabídkou funkcí. Vyberte Soubor → Otevřít a zvolte předem připravený ukázkový soubor dat vstup.txt.
  • Zvolte funkci Zpracování. Obrazovka, která se objeví, znázorňuje velmi zjednodušeně situaci na válcovně. Je dána implicitní metrová hmotnost a technologický odpad, čeká se na zakázky a váhy vývalků v peci.
  • Stiskněte Začátek kampaně, políčka na obrazovce se naplní údaji vybrané kampaně.
  • Po stisknutí Další vývalek se začne optimalizovat.
  • Červeně je označen právě zpracovávaný vývalek.
  • Po provedení stanoveného počtu iterací se zobrazí výsledek – plán dělení. Zpracovávaný vývalek je zeleně.
  • Žlutě jsou zvýrazněny právě vybrané zakázky, zeleně ty, kterých už je nařezán stanovený počet. Rovněž je pro kontrolu zobrazen zbytek po dělení.
  • Postup je možno opakovat pro další vývalek.

Závěr

Projekt optimalizace dělení vývalků je jedním z příkladů hybridního evolučního systému, který dokáže řídit proces v reálném čase. Rychlost nalezení optimálního řešení, která je pro systémy reálného času předpokladem, je dosažena kombinací principu evoluce s heuristickými metodami realizujícími znalosti expertů na tomto pracovišti.

Zdroj: Jaroslav

×Odeslání článku na tvůj Kindle

Zadej svůj Kindle e-mail a my ti pošleme článek na tvůj Kindle.
Musíš mít povolený příjem obsahu do svého Kindle z naší e-mailové adresy kindle@programujte.com.

E-mailová adresa (např. novak@kindle.com):

TIP: Pokud chceš dostávat naše články každé ráno do svého Kindle, koukni do sekce Články do Kindle.

Hlasování bylo ukončeno    
0 hlasů
Google
(fotka) Jaroslav TedaAutor se zabývá vývojem inteligentních softwarových systémů ve firmě OPTI Intelligent s.r.o. Publikoval na seminářích včetně mezinárodních i zahraničních a v časopise Automatizace.
Web    

Nové články

Obrázek ke článku Nový IT hráč na českém trhu

Nový IT hráč na českém trhu

V roce 2015 otevřela v Praze na Pankráci v budově City Tower své kanceláře společnost EPAM Systems (NYSE:EPAM), jejíž centrála se nachází v USA. Společnost byla založená v roce 1993 a od té doby prošla velkým vývojem a stále roste.

Reklama
Reklama
Obrázek ke článku České Radiokomunikace opět hledají nejlepší nápady pro internet věcí

České Radiokomunikace opět hledají nejlepší nápady pro internet věcí

České Radiokomunikace (CRA) pořádají druhý ročník CRA IoT Hackathonů. Zájemci z řad vývojářů a fanoušků moderních technologií mohou změřit své síly a během jediného dne sestrojit co nejzajímavější funkční prototyp zařízení, které bude komunikovat prostřednictvím sítě LoRa. CRA IoT Hackathony se letos uskuteční ve dvou fázích, na jaře a na podzim, v různých městech České republiky. Jarní běh se odstartuje 31. března v Brně a 7. dubna v Praze.

Obrázek ke článku Cloud computing je využíván stále intenzivněji

Cloud computing je využíván stále intenzivněji

Využívání cloud computingu nabývá na intenzitě. Jen v letošním roce vzroste podle analytiků trh se službami veřejného cloudu o 18 %, přičemž o téměř 37 % vzrostou služby typu IaaS. Růst o více než pětinu pak čeká služby poskytování softwaru formou služby, tedy SaaS. Aktuálním trendům v oblasti využívání cloudu se bude věnovat konference Cloud computing v praxi, která se koná 23. března. 2017 v pražském Kongresovém centru Vavruška na Karlově náměstí 5.

loadingtransparent (function() { var po = document.createElement('script'); po.type = 'text/javascript'; po.async = true; po.src = 'https://apis.google.com/js/plusone.js'; var s = document.getElementsByTagName('script')[0]; s.parentNode.insertBefore(po, s); })();
Hostujeme u Českého hostingu       ISSN 1801-1586       ⇡ Nahoru Webtea.cz logo © 20032017 Programujte.com
Zasadilo a pěstuje Webtea.cz, šéfredaktor Lukáš Churý